牛粪生物炭对水中磷的吸附特性及其影响因素研究

以牛粪生物炭为吸附剂,通过静态吸附实验研究牛粪生物炭对磷的吸附特性。研究了pH值、投加量等对牛粪生物炭吸附磷的影响。结果表明,牛粪生物炭吸附磷的最佳初始pH值为6.0;当投加量为0.1 g时,对磷的去除较为理想;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学(R~2=0.999)比准一级动力学方程(R~2=0.5 886)和Elovich方程(R~2=0.927)能更好的拟合动力学数据,颗粒内扩散方程拟合结果发现牛粪生物炭对磷的吸附包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程。吸附等温线拟合发现Langmuir吸附等温方程能很好拟合等温吸附数据,表明生物炭对磷的吸附以单分子层吸附模式为主。     

角蛋白基生物炭对废水中重金属Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

对生活垃圾中废头发制备出的角蛋白基生物炭进行表面分析和吸附应用,为生活垃圾处理与资源化利用提供一种新思路新方法。通过对生物炭进行SEM电镜的分析和对含重金属Ni(Ⅱ)的废水进行吸附研究,确定出角蛋白基生物炭表面性能特征和对含重金属废水的动力学和热力学吸附模拟曲线。角蛋白基生物炭表面结构具有发达的微孔、中孔和大孔,对Ni(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程,以化学吸附占主导。Langmuir和Freundlich模型拟合曲线能较好的描述角蛋白基生物炭对Ni(Ⅱ)的等温吸附。得到的角蛋白基生物炭对含重金属Ni(Ⅱ)的废水具有吸附作用。为城市污泥堆肥应用、土壤有机碳含量的调整和大气污染物的吸附剂提供依据,具有一定的实际意义。     

生物流化床处理生活污水的动力学研究

本研究采用颗粒活性炭（Granule Activated Carbon,GAC）为填料,考察了生物流化床（Biological fluidized Bed,BFB）处理生活污水的动力学.研究结果表明,GAC-BFB内生物膜的表现产率YoA为2.3057gVSS/gCOD,微生物细胞衰减常数Kd为0.3056d-1;基质降解动力学中米氏常数Ks为0.2182mg/L,反应速率常数K为13.09 mg/（l·h）.GAC-BFB的微生物生长动力学拟合方程为1/θc=2.3057q-0.3056,R2=0.9549; GAC-BFB的基质降解动力学拟合方程为1/U =0.2182＊1/S ＋0.0764,R2 =0.9972,该微生物生长动力学拟合方程及基质降解动力学拟合方程能较好的反映GAC-BFB系统的出水水质状况,本研究所获得的动力学关系和动力学参数可作为GAC-BFB系统的设计依据.     

超声波载铁活性炭对磷的吸附研究

选用牛粪基活性炭进行负载,使用超声波协同浸渍负载铁,得到一种简单快速且成本较低的载铁活性炭制备方法。实验表明,在牛粪活性炭与铁盐在质量比1∶2,30℃下使用超声波浸渍40min为最佳的负载方法。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),红外光谱法(IR)对优方案的载铁活性炭进行表征,发现含铁化合物均匀的分布在活性炭孔道中,无固定晶型。其中的含铁基团对磷的吸附起了重要作用。根据载铁活性炭吸附研究,所得的载铁活性炭对浓度为25mg/L的模拟含磷溶液去除率最高达96%以上。能较好的符合Freundlich热力学方程与拟二级动力学方程(R20.97),得到的最大吸附浓度达到19.723mg/g,吸附开始2min去除率即可达70%。     

超高交联树脂对酚类化合物吸附动力学研究

文章重点研究超高交联树脂NDA-100对苯酚的静态吸附动力学,通过动力学实验探讨了不同温度和初始浓度对吸附苯酚的影响,实验结果表明:苯酚在NDA-100树脂上的静态吸附动力学过程符合准二级动力学方程,其吸附速率受膜扩散和颗粒内扩散共同控制,对于高浓度的苯酚溶液微孔填充占主导作用,而低浓度的苯酚溶液表现为先经过大孔吸附后经由微孔填充两个阶段,低浓度吸附时出现双平台动力学现象。进一步阐述了超高交联树脂对于酚类化合物的吸附机理,为树脂固定床吸附酚类化合物的研究和实际工业应用提供理论基础。     

改性玉米秸秆吸附去除废水中四环素的研究

应用平衡吸附法,研究了不同投加量（改性玉米秸秆）、温度及pH条件下,改性玉米秸秆对水体中四环素的吸附作用,并利用等温曲线及吸附动力学方程对试验结果进行了拟合。结果表明：在吸附剂用量0．4g,温度30℃,振荡时间30min,pH值7的条件下,对水体中四环素浓度为50．136mg／L的吸附率可达93．4％。四环素废水吸附均符合Langmuir及Freundlich等温模式。但Langmuir方程拟合得较好,Elovich方程能更好地拟舍改性玉米秸秆对水体中四环素的吸附动力学曲线。     

改性粘土预处理垃圾渗滤液中氨氮的吸附热力学和动力学研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对粘土进行改性,通过X射线衍射、红外光谱、热分析技术对改性粘土进行表征,分析作用机理;并将改性粘土用于垃圾渗滤液中氨氮的处理,对处理过程的吸附热力学和动力学性能进行研究。研究表明:粘土经过改性后,改性粘土的层间间距增大了0.754 nm;在303.15 K,313.15 K,333.15 K不同温度下,粘土吸附渗滤液中氨氮的平衡的时间为50 min左右,改性后的粘土吸附效果比原土提高了大约2~3倍;改性粘土对氨氮的吸附符合Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型;吸附过程标准摩尔吉布斯自由能△G~θ在-0.127 kJ/mol^-0.080 kJ/mol范围内,标准摩尔焓变△H~θ<0,吸附反应过程均属自发的放热过程;吸附动力学数据符合准二级动力学方程和粒子内扩散方程。     

改性椰壳活性炭对工业废水中氨氮的吸附行为研究

为高效去除工业废水中的氨氮化合物,采用椰壳活性炭为原材料,通过碱性溶液改性制备高性能吸附剂。通过表面特征分析发现2 mol/L氢氧化钠改性后的椰壳活性炭孔体积和吸附平均孔径最小,比表面积最大;分析不同体系温度对改性活性炭吸附性能的影响,结果表明：温度对于氨氮的吸附效率影响较大,在35℃时的吸附效果最优,利用等温吸附模型Langmuir方程拟合得到计算理论吸附量为38.8 mg/g;改性椰壳活性炭的吸附行为符合准二级动力学模型,进一步表明椰壳活性炭对废水中氨氮化合物的吸附是易于发生的化学吸附过程。由此可见,改性椰壳活性炭作为一种高性能吸附材料,在去除水中的氨氮化合物方面具有良好的应用价值。     

没食子药渣生物炭对苯酚的吸附

以没食子药渣为原料,采用限氧热解法制备了不同温度300℃、400℃、500℃、600℃下的药渣生物炭,考察pH、投加量、溶液温度、不同接触时间和溶液初始浓度对吸附苯酚的影响。实验结果表明,这几个因素均能影响生物炭对苯酚的吸附效果。4种不同热解温度制备的生物炭对苯酚的吸附能力为400℃500℃600℃300℃,300℃和400℃最佳pH为5.0,500℃～600℃的最佳pH为7.0,药渣生物炭吸附苯酚的最佳投加量为0.05 g。在25℃～45℃条件下,较高的温度有利于药渣生物炭对苯酚溶液的吸附。没食子药渣生物炭的吸附过程先快后慢,在10 h趋于平衡。利用Langmuir和Freundlich模型对4种生物炭进行拟合,发现不同热解温度的药渣生物炭基本符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。研究结果为预测药渣生物炭吸附重金属提供理论参考,从而为拓展药渣资源化利用提供有效途径。     

酸雨条件下黄壤对镉的释放动力学研究

对不同酸雨条件下黄壤对镉释放的研究发现,吸附态镉释放的过程可以分为快反应和慢反应两个阶段。在以常用动力学方程实验数据进行拟合的基础上,创建了反三角函数方程。结果表明,反三角函数方程对多种酸雨条件下黄壤吸附态镉释放过程的拟合度最佳,此外多项式方程、双常数方程也能较好地描述这一过程。     

重金属汞在土壤中的吸附解吸特性研究

为充分了解重金属汞在土壤中吸附解吸特征,运用振荡平衡法对重庆市秀山地区某汞污染企业周边背景土壤进行Hg2+的吸附解吸实验,探究土壤中汞的等温吸附解吸过程及吸附动力学特征。结果表明:Langmuir模型对汞在土壤中的等温吸附过程拟合效果最好(相关系数为0.999 2),供试土壤对汞的最大吸附量为863.62mg/kg;Freundlich模型能更好地拟合汞在土壤中的解吸过程(相关系数为0.981 1),汞的最大解吸量为16.840 7mg/kg,汞在土壤中的解吸率较低,最大解吸率仅为3.65%;Elovich模型和双常数模型对汞在土壤中的吸附动力学过程模拟能够达到较显著水平,相关系数分别达到0.893 5和0.837 0。     

苄嘧磺隆和芘在土壤中的吸附解吸行为

吸附是外源有机污染进入土壤后首先发生的最重要的过程,直接影响着有机物的生物可利用性。采用完全混合法研究了苄嘧磺隆和芘在土壤中的吸附一解吸动力学特征以及等温吸附解吸行为。结果表明,（1）苄嘧磺隆和芘在土壤中的吸附-解吸动力学过程存在两段行为,即初期快速反应阶段和经过一段时间后的慢速阶段,动力学特征表明供试有机物8h内能达到吸附-解吸平衡;（2）在试验浓度范围内,线性方程能很好地描述苄嘧磺隆和芘在土壤中的吸附解吸行为;（3）苄嘧磺隆和芘在土壤中存在解吸迟滞现象,解吸并不完全是吸附的可逆过程,土壤中存在不可逆吸附室是造成解吸滞后的主要原因。     

电化学反应器吸附去除氟离子的研究

采用改性活性炭粉末对用纯净水加氟化钠配制而成的含氟水溶液进行动态电吸附去除实验.研究不同电压、电吸附时间,以及Cl-和SO2-4对氟离子去除的影响,并探讨吸附动力学和吸附方程.实验结果表明:活性炭对氟离子的吸附等温方程符合Freundlich方程,吸附动力学符合一级动力学方程;活性炭对氟离子去除与所施加的电位、吸附时间等因素有关,施加的电位越大,去除效果越好;随着吸附去除时间的延长,氟离子浓度下降趋缓;Cl-对氟离子去除影响很小,而SO2-4对氟离子去除有显著的不利影响.     

铀在土壤中的吸附动力学

以四川盆地红层丘陵区涪江河谷两岸广泛分布的第四系中更新统亚粘土为对象,用动态法测定了铀在该土壤中的平衡吸附量,为极低放废物的处置提供一些理论依据。研究了流速、土壤粒度及铀溶液初始浓度对土壤吸附铀的影响,并用常用的吸附动力学方程对实验数据进行了拟合。结果表明：土壤粒度小的平衡吸附量较大;流速越小、平衡吸附量越大;铀溶液的初始浓度越大,平衡吸附量越大;在用动力学方程拟合时,E lovich方程的拟合度最好;该土壤对铀的最大吸附率为61.1%,吸附性能较差。     

氨氮在准噶尔生态环境观测研究站典型包气带介质上的吸附性能研究

包气带是地下水的天然屏障,也是氮素污染地下水的主要通道。以准噶尔生态环境观测研究站包气带3种典型土壤,即粉质砂土、砂质粘土、粉质粘土为研究对象,通过静态吸附实验查明了3种不同质地土壤对氨氮的吸附性能。结果表明,3种土壤对氨氮的吸附主要发生在0~2 h,其吸附过程均符合准二级动力学方程;其等温曲线均符合Freundlich模式,其中,粉质粘土的吸附常数KF=20.8 018,砂质粘土的吸附常数KF=12.5 516,粉质砂土的吸附常数KF=15.1 845。不同土壤对氨氮的吸附能力随着粒径的不同差异较大,表现为:粉质粘土砂质粘土粉质砂土。说明粉质粘土防污能力最强,砂质粘土次之,粉质砂土最弱。结果为确定包气带介质的环境容量、防污特性的评价及地下水污染机制的深入研究提供科学支撑。     

改性钛管基复合吸附剂及其在油田伴生气中CO_2脱除的应用

通过湿式浸渍法制备了胺改性复合吸附剂用于油田伴生气中的CO_2捕集回收。采用物理吸附仪(BET-BJH)、热重分析仪(TG)考察了复合吸附剂的微观结构和热稳定性;通过等温吸附曲线研究了胺改性钛管对CO_2的吸附特性和对CH4/CO_2的吸附选择性。实验结果表明,胺改性复合吸附剂适用于150℃下的操作环境,在75℃时对CO_2的吸附容量可高达110mg/g;其对CO_2的吸附符合准二级动力学模型。40PEI/HTO对CO_2亲和性强,是分离CO_2/CH4的优异吸附剂。     

Fe-P双掺杂二氧化钛复合材料的制备及其对铊的吸附研究

以钛酸四丁酯为原料，利用水解法构造了Ti-O-Ti的空间结构，通过添加有机硝酸铁和磷酸氢二铵两种原料，向其空腔内引入Fe、P双元素掺杂，得到P-FeN-TiO₂复合材料。使用扫描电镜(SEM)观察了材料的表面形貌，通过吸附等温线、吸附动力学拟合模型分析材料对铊的吸附性能；考察不同溶液pH值、阳离子共存时对铊吸附进程的影响。结果表明：P-Fe-TiO₂复合材料具有多孔结构，吸附符合单分子层吸附，Langmuir拟合最大吸附容量283.1 mg/g，吸附大约2 h达到平衡，强酸性环境会抑制铊的吸附，随着p H值的升高吸附容量逐渐增大，K(Ⅰ),Na(Ⅰ)离子的存在对吸附干扰较小，Ca(Ⅱ)离子的存在会与Tl(Ⅰ)竞争有效的吸附结合位点，导致吸附效率降低，根据吸附前后材料的XPS表征分析，P-FeN-TiO₂复合材料对Tl(Ⅰ)的吸附机理为Ti-OH、P=O、Fe-OH三种基团与Tl(Ⅰ)发生了络合作用，从而实现铊的去除。     

乌鲁木齐东道海子湖岸表层沉积物对氨氮的等温吸附特征研究

乌鲁木齐东道海子是乌鲁木齐河与头屯河下游的尾闾湖泊,东道海子水体氮素主要受放牧和采樵对荒漠植被破坏和农业排碱影响。而湖泊沉积物是湖泊水体污染物源汇关系中的重要介质,这些沉积物可能成为污染物运移转化的载体。本文通过野外采样与实验室模拟的方法,研究东道海子湖岸沉积物对氨氮的吸附特征。在吸附动力学特征中,准二级反应动力学达到极显著水平,沉积物Q_(max)变化范围在179~450mg/kg之间,平均值为238mg/kg,沉积物对氨氮的最终平衡时间在2h,均遵循先快后慢的规律,在前30min的吸附量基本已经与最终的吸附平衡浓度差别不大。在吸附热力学特征中,在低浓度条件下,对吸附浓度与吸附量进行拟合,Henry模型的拟合效果基本达到了显著水平,东道海子沉积物对氨氮吸附规律适用于低浓度吸附氨氮,在低浓度下Langmuir和Freundlich模型对数据没有达到显著水平,拟合效果不如Henry模型。     

啤酒酵母吸附去除水中Cu(Ⅱ)的研究

通过以实验室培养的啤酒酵母作生物吸附剂对Cu（Ⅱ）进行了研究.结果表明：啤酒酵母对Cu^2＋的吸附是一个快速的过程,最佳pH为4,其等温吸附过程以Langmuir等温吸附模型拟合效果最好.此外,菌体用量也会影响啤酒酵母对的吸附效果,其经济的菌体用量浓度与Cu^2＋浓度比约为100：1.     

功能性生物炭的制备及其在重金属污染土壤修复领域应用的研究进展

生物炭因其具有含碳量高、孔隙发达、官能团丰富等特点,被广泛应用于改良土壤、增加碳汇、修复环境污染等农业和环境保护领域。近年来,研究发现利用物理、化学或生物方法对生物炭进行改性处理制备具有新性能、新结构的功能性生物炭材料,可以显著提高其吸附能力。本文综述了制备功能性生物炭常用的化学改性处理方法,阐述了功能性生物炭与土壤重金属之间可能存在相互作用机制及功能性生物炭在土壤重金属污染修复中的应用,对功能性生物炭在土壤重金属污染领域今后的研究方向做出了展望。